供热系统设计热负荷汇总.pptx

供热工程 GONG RE GONG CHENG 东北石油大学土木建筑工程学院东北石油大学土木建筑工程学院东北石油大学土木建筑工程学院东北石油大学土木建筑工程学院 教学讲稿 http:/ 1-1 供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷 1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 1-3 1-3 围护结构的附加围护结构的附加围护结构的附加围护结构的附加(修正修正修正修正)耗热量耗热量耗热量耗热量 1-4 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 234第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷 1-6 1-6 围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻围护结构的最小传热阻与经济传热阻 561-5 1-5 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量 1http:/ 1、供暖系统的热负荷供暖系统的热负荷Q 是指在某一室外温度是指在某一室外温度tw下，为了达到要求的室内下，为了达到要求的室内温度温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着室外温度量。它随着室外温度t tw的变化而变化。的变化而变化。2、采暖系统的设计热负荷采暖系统的设计热负荷Q 是指在设计室外温度是指在设计室外温度tw 下，为了达到要求的室下，为了达到要求的室内温度内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它是采暖系统设计的最基本依据。热量。它是采暖系统设计的最基本依据。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-1 1-1 供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷 http:/ 1、建筑物失热量、建筑物失热量Qsh（1）围护结构传热耗热量）围护结构传热耗热量Q1；（2）冷风渗透耗热量）冷风渗透耗热量Q2；（3）冷风侵入耗热量）冷风侵入耗热量Q3；其他（车间等）：其他（车间等）：（4）水分蒸发的耗热量；）水分蒸发的耗热量；（5）加热冷物料的耗热量；）加热冷物料的耗热量；（6）通风耗热量。）通风耗热量。2、建筑物得热量、建筑物得热量Qd（1）采暖系统供热量）采暖系统供热量Q；（2）太阳辐射得热量）太阳辐射得热量Q10；其他（车间等）：其他（车间等）：（3）工艺设备散热量；）工艺设备散热量；（4）热物料的散热量；）热物料的散热量；（5）管道散热量。）管道散热量。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-1 1-1 供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷 http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-1 1-1 供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷供热系统设计热负荷 http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 是指距地面是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。以内人们活动地区的平均空气温度。u2、室内空气温度的确定室内空气温度的确定 应根据房间用途确定：应根据房间用途确定：（1）生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡。民用建筑主）生活用房间的温度，主要决定于人体的生理热平衡。民用建筑主要房间，在要房间，在1622（参考设计手册确定）；（参考设计手册确定）；（2）生产厂房，根据劳动强度确定，）生产厂房，根据劳动强度确定，1015；（3）生产工艺要求的室温，一般由工艺设计人员提出。）生产工艺要求的室温，一般由工艺设计人员提出。有关研究结果认为：当人体衣着适宜时，室内温度有关研究结果认为：当人体衣着适宜时，室内温度20比较舒适，比较舒适，18无冷感，无冷感，15是产生明显冷感的温度界限。是产生明显冷感的温度界限。（值班温度：在不采暖期或间断使用的时间内，为了保证室内各种设备及管道不冻结，值班温度：在不采暖期或间断使用的时间内，为了保证室内各种设备及管道不冻结，室内所要求的最低温度，一般为室内所要求的最低温度，一般为5 5。）。）第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 1、采暖室外计算温度的确定，对采暖系统设计有关键性的影响。如采暖室外计算温度的确定，对采暖系统设计有关键性的影响。如采用过低的采用过低的 tw值，造成浪费；如采用值，造成浪费；如采用tw值过高，则在较长时间内不能值过高，则在较长时间内不能保证采暖效果。保证采暖效果。u2、采暖室外计算温度的确定方法、采暖室外计算温度的确定方法 （1）根据围护结构的热惰性原理）根据围护结构的热惰性原理 （2）根据不保证天数的原则来确定）根据不保证天数的原则来确定 采用不保证天数方法的原则是：允许采用不保证天数方法的原则是：允许1年内有几天室外温度低于选年内有几天室外温度低于选定的采暖室外计算温度定的采暖室外计算温度tw。不保证天数根据各国规定而有所不同，有。不保证天数根据各国规定而有所不同，有规定规定1天、天、3天、天、5天等。天等。u3、采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范：“采暖室外计算温度，应采暖室外计算温度，应采采用历年平均不保证用历年平均不保证5天的日平均温度天的日平均温度”。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 护护 结结 构构 特特 征征a外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等1.00闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 0.90与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(16层建筑层建筑)0.60与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(730层建筑层建筑)0.50非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时0.75非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.60非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.40与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.70与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.40伸缩缝墙、沉降缝墙伸缩缝墙、沉降缝墙0.30防震缝墙防震缝墙0.70温差修正系数（温差修正系数（a）表表1-1 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 1、匀质多层材料的传热系数、匀质多层材料的传热系数 一般建筑物的外墙和屋顶都属于匀质多层材料的平壁结构，其传一般建筑物的外墙和屋顶都属于匀质多层材料的平壁结构，其传热过程如所示。传热系数可用下式计算：热过程如所示。传热系数可用下式计算：式中，式中，n,w围护结构内表面、外表面的换热系数；围护结构内表面、外表面的换热系数；Rn,Rw围护结构内表面、外表面的换热阻；围护结构内表面、外表面的换热阻；i 围护结构各层材料的厚度；围护结构各层材料的厚度；i围护结构各层材料的导热系数；围护结构各层材料的导热系数；Rj围护结构本体的热阻。围护结构本体的热阻。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 护护 结结 构构 内内 表表 面面 特特 征征n，W/（m2）Rn，m2/W墙、地面、表面平整或有肋状突出墙、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚，当物的顶棚，当h/s0.3时时8.70.115有肋状突出物的顶棚，有肋状突出物的顶棚，当当h/s0.3时时7.60.132注：表中注：表中h肋高肋高(m)；s肋间净距肋间净距(m)。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块或填充保温材从节能角度出发，采用各种形式的空心砌块或填充保温材料的墙体等日益增多。这种墙体属于由两种以上材料组成的、料的墙体等日益增多。这种墙体属于由两种以上材料组成的、非匀质围护结构，属于两维传热过程非匀质围护结构，属于两维传热过程。u 计算它的传热系数计算它的传热系数K值时，通常采用经验公式近似计算方法值时，通常采用经验公式近似计算方法或实验数据。或实验数据。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 层层 厚厚 度度 （cm）0.5123456以上以上热流向下（水平、倾斜）热流向下（水平、倾斜）0.1030.1380.1720.1810.1890.1980.198热流向上（水平、倾斜）热流向上（水平、倾斜）0.1030.1380.1550.1630.1720.1720.172 垂直空气间层垂直空气间层0.1030.1380.1630.1720.1810.1810.181 空气间层热阻空气间层热阻R（m2/W）第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 在冬季，室内靠近外墙的地面把热量传到室外的路程较短，热阻较在冬季，室内靠近外墙的地面把热量传到室外的路程较短，热阻较小；而远离外墙的地面传热到室外的路程较长，热阻较大。因此，室内小；而远离外墙的地面传热到室外的路程较长，热阻较大。因此，室内地面的传热系数地面的传热系数(热阻热阻)随着离外墙的远近而变化。随着离外墙的远近而变化。u工程计算方法工程计算方法 一般采用近似计算方法，把地面分成四个计算地带。一般采用近似计算方法，把地面分成四个计算地带。注意：注意：第一地带靠近第一地带靠近墙角的地面面积需要墙角的地面面积需要重复计算。重复计算。第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 各地带的热阻值，可按下式计算各地带的热阻值，可按下式计算 3)地垄墙上的保温地面各地带地垄墙上的保温地面各地带换热阻值换热阻值，可按下式计算，可按下式计算 铺设在地垄墙上的地面铺设在地垄墙上的地面 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 围护结构传热面积的尺寸丈量规则围护结构传热面积的尺寸丈量规则第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-2 1-2 围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量QQ1j 1j http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-3 1-3 围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量QQ1x1x (选用上述朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、辐射照度、建选用上述朝向修正率时，应考虑当地冬季日照率、辐射照度、建筑物使用和被遮档等情况。筑物使用和被遮档等情况。)http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-3 1-3 围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量QQ1x1x http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-3 1-3 围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量QQ1x1x http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷1-3 1-3 围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量围护结构的修正耗热量QQ1x1x http:/ 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量QQ2 2 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ l门窗缝隙渗入的计算长度，门窗缝隙渗入的计算长度，m；un朝向修正系数，查设计手册。朝向修正系数，查设计手册。（门窗缝隙（门窗缝隙计算长度计算长度l确定问题确定问题：外门窗设置有关。）：外门窗设置有关。1-4 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量QQ2 2 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量QQ2 2 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 对多层民用建筑，可以按照换气次数进行冷风渗透量的概算。对多层民用建筑，可以按照换气次数进行冷风渗透量的概算。u房间冷空气渗透量：房间冷空气渗透量：V=nkVn （m3/h）式中，式中，Vn 房间内部体积，房间内部体积，m3；nk房间换气次数（次房间换气次数（次/h）。）。u换气次数与外门窗设置有关：换气次数与外门窗设置有关：房间类型房间类型一面有外一面有外窗房间窗房间二面有外二面有外窗房间窗房间三面有外三面有外窗房间窗房间门门 厅厅nk0.50.51.01.01.521-4 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量QQ2 2 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 对于工业建筑，由于房屋较高，热压较大，冷风渗透耗对于工业建筑，由于房屋较高，热压较大，冷风渗透耗热量可按照围护结构的总耗热量百分数计算。热量可按照围护结构的总耗热量百分数计算。u冷风渗透耗热量的计算：冷风渗透耗热量的计算：Q2=Q1 式中，式中，-冷风渗透耗热量占围护结构总耗热量百分数冷风渗透耗热量占围护结构总耗热量百分数.(取决于建筑的高度和玻璃设置情况，依据有关设计手册确定。取决于建筑的高度和玻璃设置情况，依据有关设计手册确定。)1-4 1-4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量QQ2 2 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 建筑外门开启进入室内的冷空气所消耗的热量。建筑外门开启进入室内的冷空气所消耗的热量。u冷风侵入耗热量的计算冷风侵入耗热量的计算 对于短时间开启无热风幕的外门，可以按照外门对于短时间开启无热风幕的外门，可以按照外门的基本耗热量的一定比例，作为冷风侵入耗热量。的基本耗热量的一定比例，作为冷风侵入耗热量。Q3=Q1,j,m 式中，式中，Q1,j,m-外门基本耗热量。外门基本耗热量。1-5 1-5 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量QQ3 3 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷阳台门不应考阳台门不应考虑外门附加。虑外门附加。http:/ 围护结构热阻应满足条件：围护结构热阻应满足条件：(1)围护结构内表面温度值应满足内表面不结露的要求。围护结构内表面温度值应满足内表面不结露的要求。内表面内表面结露，可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。结露，可导致耗热量增大和使围护结构易于损坏。(2)室内空气温度与围护结构内表面温度的温度差还要满足卫生室内空气温度与围护结构内表面温度的温度差还要满足卫生要求。要求。当内表面温度过低，人体向外辐射热过多，会产生不舒适当内表面温度过低，人体向外辐射热过多，会产生不舒适感。感。根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻。根据上述要求而确定的外围护结构传热阻，称为最小传热阻。确定围护结构传热阻时，围护结构确定围护结构传热阻时，围护结构内表面温度内表面温度 n 是是一个最主要的约束条件。一个最主要的约束条件。1-6 1-6 围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 围护结构最小热阻：围护结构最小热阻：式中：式中：ty室内温度室内温度tn与围护结构内表温度与围护结构内表温度n允许温差；允许温差；tw,e冬季围护结构室外计算温度冬季围护结构室外计算温度;Rn 围护结构的传热热阻。围护结构的传热热阻。（ty根据设计手册选用。如：民建外墙根据设计手册选用。如：民建外墙 ty=6）1-6 1-6 围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 围护结构内表面温度波动与墙体的热惰性有关。所以冬季围围护结构内表面温度波动与墙体的热惰性有关。所以冬季围护结构室外计算温度与墙体的热惰性有关。护结构室外计算温度与墙体的热惰性有关。（1）墙体热惰性指标）墙体热惰性指标D 匀质多层材料组成的平壁围护结构，按下式计算：匀质多层材料组成的平壁围护结构，按下式计算：式中式中 Ri材料的传热热阻；材料的传热热阻；Si各层材料的蓄热系数。各层材料的蓄热系数。1-6 1-6 围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 1-6 围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻围护结构最小传热阻与经济传热阻 第第1章章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷http:/ 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。